CN101892022A - 一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法,属于胶粘剂技术领域,在常温下,通过将淀粉悬浮液氧化、催化干燥、交联和糊化后,再加入多功能悬浮剂和耐水增强剂制成。解决了淀粉粘合剂在循环使用过程中性能不稳定,易分层、易沉淀以及瓦楞纸板易返潮发软而导致纸板的粘结强度、边压强度下降的问题。是一种适用于瓦楞纸板生产线的成本低廉、生产工艺简单、不需加热、不受四季影响、反应时间短、干燥速度快、耐水、粘合力强的淀粉胶粘剂。

Description

一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂及其制备方法
[0001] 技术领域:本发明属于胶粘剂技术领域,具体地说是一种用于生产瓦楞纸板的淀 粉胶粘剂及其制备方法。
[0002] 背景技术:瓦楞纸板用的胶粘剂,在禁止使用硅酸钠水溶液(俗称水玻璃胶)以 后,大多使用是玉米、小麦或薯类制作的淀粉胶粘剂。配方的构成大体是淀粉、水、氢氧化 钠、氧化剂和终止剂的混合液。通常依照二步法调制淀粉胶粘剂,就是先由载体(第一容 器)将一定量的淀粉和水在氢氧化钠的作用下完全糊化(称为熟浆),同时,在主体(第二 容器)中投入一定量的淀粉和水充分搅拌使之混合(称为生浆);在不断地搅拌下,将熟浆 放入主体内,使生熟浆得到充分混合后,再放入贮存罐内(第三容器),即制成淀粉胶粘剂 成品。
[0003] 淀粉胶粘剂在实际使用中存在的普遍问题是:胶粘剂制备过程需要蒸汽加热升 温,能耗较高。淀粉粘合剂在循环使用过程中易变稀;性能不稳定导致贮放易分层、易沉淀 而不能连续使用;生产的瓦楞纸板易返潮发软而导致纸板的粘结强度、边压强度下降。
[0004] 发明内容:本发明的目的是针对已有淀粉胶粘剂存在的能耗高、性能不稳定、易吸 湿返潮及干燥速度慢、粘合力差等技术问题,提供一种瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘 剂及其制备方法。
[0005] 本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂,是在反应釜中用水将淀粉调成悬浮 液,在淀粉悬浮液中,按比例加入辅料氧化剂、糊化剂、交联剂、悬浮剂、耐水增强剂、催化干 燥剂和消泡剂,在常温下充分搅拌均勻,直至反应完全为止。
[0006] 上述各成份重量份配比为:
[0007] 淀粉90〜110 ;水450〜660 ;氧化剂0. 4〜2 ;糊化剂2〜4 ;消泡剂0. 03〜 0. 05 ;交联剂1〜1. 5 ;悬浮剂4〜6 ;耐水增强剂9〜12 ;催化干燥剂5〜7。
[0008] 优选的各成份重量份配比为:
[0009] 淀粉100 水550 氧化剂1.2 糊化剂3 消泡剂0. 04 交联剂0. 8悬浮剂5 耐水增强剂10催化干燥剂6
[0010] 本发明所述的淀粉为植物淀粉,如薯类淀粉或谷类淀粉;所述的水是洁净的自来 水或经过处理的循环水;所述的氧化剂是指双氧水、浓度3% w/w、过氧化钠水溶液,浓度 3% (w/w)或次氯酸钠水溶液,浓度3% (w/w);所述的糊化剂是氢氧化钠;所述的交联剂是 硼砂;所述的消泡剂是磷酸三丁酯;所述的催化干燥剂是高岭土和膨润土其中一种或两种 的混合物;所述的耐水增强剂是指羟甲基乙烯脲树脂;所述的悬浮剂是指含聚乙烯醇15〜 25% (w/w)和醋酸乙烯酯10〜15% (w/w)的水混液。
[0011] 本发明一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的生产工艺流程为:
[0012] ①淀粉悬浮液的制备;②加催化干燥剂;③氧化;④糊化;⑤交联;⑥改性;⑦消 泡。
[0013] 上述工艺流程的工艺步骤和工艺条件为:
[0014] ①淀粉悬浮液的制备:在反应釜中加入200〜300份重水,再加入淀粉90〜110 份重,搅拌均勻;[0015] ②加催化干燥剂:将催化干燥剂5〜7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均勻;
[0016] ③氧化:将双氧水浓度3% (w/w) 0. 4〜2份重加入上述反应釜中搅拌10〜30分 钟;
[0017] ④糊化:将氢氧化钠溶液浓度20% (w/w) 10〜20份重加入上述反应釜中,搅拌 20〜60分钟;
[0018] ⑤交联:将硼砂溶液浓度15% (w/w) 7〜10份重加入上述反应釜中,搅拌3〜5分 钟;
[0019] ⑥改性:将剩余的水与悬浮剂4〜6份及羟甲基乙烯脲树脂9〜12份重同时加入 上述反应釜中,搅拌10〜20分钟;
[0020] ⑦消泡:最后加入0. 03〜0. 05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2〜3分钟,即制 成瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。
[0021] 本发明的技术效果:
[0022] 1、本发明通过采用氧化剂、糊化剂、交联剂和催化干燥剂的作用,不仅加快了制胶 过程中的化学反应,而且使淀粉胶粘剂制备过程不需要蒸汽加热升温,降低了能源消耗;2、 本发明施胶后通过聚合物的作用加快了胶粘剂的结膜速度,缩短了纸箱干燥时间,增加纸 板挺度;3、本发明悬浮剂的加入解决了长期以来淀粉胶粘剂易分层、易沉淀,循环使用变稀 等问题,瓦楞纸板的粘结强度增加,是悬浮剂多种功能基团共同作用的结果。悬浮剂中,聚 乙烯醇的分子链中既有亲水基团,也有增水基团,溶于水中后起到保护胶体作用,使水-胶 体复合体吸附在淀粉颗粒上形成外壳,使淀粉小颗粒屏蔽起来,达到颗粒之间羟基的“隔 离”作用,使分散体系稳定;醋酸乙烯酯抑制了玉米淀粉结构中-0H基团的缔合,使玉米淀 粉易于在水中悬浮而不沉淀,凝沉稳定性得到明显改善,使胶液不分层,不变稀,贮存期胀。 悬浮剂中有的组成还能与纸纤维极性基团通过配位键连结起来,在被粘物之间形成了较强 的化学键力,悬浮剂与主体淀粉团粒同时渗入到纸纤维表面的空隙中,固化后产生机械嵌 合力,能产生较大的物理粘合力,这样在被粘物之间获得了牢固的粘合。从而提高了瓦楞纸 板的粘结强度;4、通过加入羟甲乙烯基脲解决了瓦楞纸板易返潮变软的问题,羟甲基乙烯 脲用量的增加,瓦楞纸板的粘结强度、边压强度和耐水性能也增加,这是由于羟甲基乙烯脲 树脂本身就是一种粘合剂,是有疏水性基团和亲水性基团的聚合物,有优良的成膜性、乳化 性。其胶液对多孔性、吸水性表面(如纸张等)有强的粘结能力。在施胶过程中,可均勻地 涂布在瓦楞楞峰上,在加热和后续干燥的过程中,可进一步缩合交联成复杂的网状体型结 构的胶膜。这种胶膜具有很强的耐水性,且胶膜强度高、韧性好,使瓦楞纸板的综合性能得 到提高。
[0023] 综上所述,本发明产品是一种适用于瓦楞纸板生产线的成本低廉、生产工艺简单、 不需加热、降低能源消耗、不分层、不沉淀、不变稀、贮存期长,不受四季影响,反应时间短、 干燥速度快、粘合力强,增加纸板挺度、改善纸板质量的新型淀粉胶粘剂。
[0024] 具体实施方式:实施例一、(1)配方:玉米淀粉lOOKg、水500Kg、双氧水浓度3% (w/w)0. 6Kg、氢氧化钠3Kg、磷酸三丁酯0. 03Kg、硼砂1. 5Kg、悬浮剂5Kg、羟甲基脲剂10Kg、 高岭土 2Kg、膨润土 3Kg,共计626. 13Kg,所指的悬浮剂是指含聚乙烯醇20% (w/w)和醋酸 乙烯酯15% (w/w)的水混液。
[0025] (2)制备工艺:①在反应釜中加入300Kg水,开动搅拌器,再加入淀粉lOOKg,搅拌均勻,制成淀粉悬浮液;②在淀粉悬浮液中加入高岭土 2Kg、膨润土 3Kg,搅拌均勻;③加入 双氧水0. 6Kg,浓度3% (w/w),搅拌20分钟,对淀粉进行氧化反应;④将氢氧化钠溶液浓度 20% (w/w) 15Kg加入反应釜中,搅拌35分钟,进行糊化;⑤将硼砂溶液浓度15% (w/w) 10Kg 加入反应釜中,搅拌3分钟,进行交联反应,增强粘性;⑥将剩余的水与悬浮剂5Kg及羟甲基 乙烯脲树脂10Kg同时加入反应釜中,搅拌15分钟。改善粘合剂的粘度,增加粘合剂的粘合 力及纸板挺度,并使耐水性得到提高;⑦最后加入0. 03Kg消泡剂搅拌3分钟,即得到一种低 成本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。
[0026] 本产品常温下一步法制胶,降低了能耗;解决了胶粘剂易分层、易沉淀、循环使用 变稀的问题,瓦楞纸板耐水时间提高到4小时,制成的瓦楞纸板强度高、挺度好。
[0027] 实施例二、(1)配方:马铃薯淀粉90Kg、水450Kg、双氧水0. 5Kg、氢氧化钠2Kg、磷 酸三丁酯0. 04Kg、硼砂lKg、悬浮剂4Kg、羟甲基脲剂12Kg、高岭土 3Kg、膨润土 4Kg,共计 566. 54Kg,所指的悬浮剂是指含聚乙烯醇20% (w/w)和醋酸乙烯酯15% (w/w)的水溶液。
[0028] (2)制备工艺:①在反应釜中加入400Kg水,开动搅拌器,再加入淀粉90Kg,搅拌 均勻,制成淀粉悬浮液;②在淀粉悬浮液中加入高岭土 3Kg、膨润土 4Kg,搅拌均勻;③加入 双氧水浓度3% (w/w)0. 5Kg,搅拌25分钟,对淀粉进行氧化反应;④将氢氧化钠溶液浓度 20% (w/w) 10Kg加入反应釜中,搅拌40分钟,进行糊化;⑤将硼砂溶液浓度10% (w/w) 10Kg 加入反应釜中,搅拌5分钟,进行交联反应,增强粘性;⑥将剩余的水与悬浮剂4Kg及羟甲基 乙烯脲12Kg同时加入反应釜中,搅拌20分钟。改善粘合剂的粘度,增加粘合剂的粘合力及 纸板挺度,并使耐水性得到提高;⑦最后加入0. 05Kg消泡剂搅拌5分钟,即得到一种低成 本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。
[0029] 实施例三、(1)配方:玉米淀粉lOOKg、水550Kg、氧化剂双氧水浓度3% (w/ w) 1. 2Kg、糊膨剂氢氧化钠3Kg、消泡剂磷酸三丁酯0. 04Kg、交联剂硼砂0. 8Kg、悬浮剂5Kg、 耐水增强剂羟甲基乙烯脲树脂10Kg、催化干燥剂高岭土 3Kg、膨润土 3Kg,共计671. 04Kg。
[0030] (2)制备工艺:①在反应釜中加入300Kg水,开动搅拌器,再加入淀粉100Kg,搅 拌均勻,制成淀粉悬浮液;②在淀粉悬浮液中加入高岭土 2Kg、膨润土 3Kg,搅拌均勻;③加 入双氧水0.6Kg,浓度3% (w/w) 0搅拌20分钟,对淀粉进行氧化反应;④将氢氧化钠溶液 浓度20% (w/w)15Kg加入反应釜中,搅拌35分钟,进行糊化;⑤将硼砂溶液浓度15% (w/ w)5. 3Kg加入反应釜中,搅拌3分钟,进行交联反应,增强粘性;⑥将剩余的水与悬浮剂5Kg 及羟甲基乙烯脲树脂10Kg同时加入反应釜中,搅拌15分钟。改善粘合剂的粘度,增加粘合 剂的粘合力及纸板挺度,并使耐水性得到提高;⑦最后加入0. 03Kg消泡剂搅拌3分钟,即得 到一种低成本、高性能瓦楞纸板用冷制快干耐水胶粘剂。
[0031] 本产品常温下一步法制胶,降低了能耗;解决了胶粘剂易分层、易沉淀、循环使用 变稀的问题,瓦楞纸板耐水时间提高到4小时,制成的瓦楞纸板强度高、挺度好。
[0032] 本发明实施例是对本发明的具体的说明,不是对本发明的限制,
[0033] 任何与本发明实质等同的修改,均属本发明请求保护范围。

Claims (8)

  1. 一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂,其特征在于:在反应釜中用水将淀粉调成悬浮液,在淀粉悬浮液中,按比例加入辅料氧化剂、糊化剂、交联剂、悬浮剂、耐水增强剂、催化干燥剂和消泡剂,在常温下充分搅拌均匀,直至反应完全为止。
  2. 2.根据权利要求1所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂,其特征在于:各成份 重量份配比为:淀粉90〜110 ;水450〜660 ;氧化剂0. 4〜2 ;糊化剂2〜4 ;消泡剂0. 03〜0. 05 ; 交联剂1〜1. 5 ;悬浮剂4〜6 ;耐水增强剂9〜12 ;催化干燥剂5〜7。
  3. 3.根据权利要求1所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂,其特征在于:各成份 重量份配比为:淀粉100水550氧化剂1.2糊化剂3消泡剂0.04交联剂0. 8悬浮剂5耐水 增强剂10催化干燥剂6。
  4. 4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂,其特征在于:①所述的淀粉为植物淀粉,如薯类淀粉或谷类淀粉;②所述的水是洁净的自来水或经过处理的循环水;③所述的氧化剂是指双氧水、浓度3% w/w、过氧化钠水溶液,浓度3% (w/w)或次氯酸 钠水溶液,浓度3% (w/w);④所述的糊化剂是氢氧化钠;⑤所述的交联剂是硼砂;⑥所述的消泡剂是磷酸三丁酯;⑦所述的催化干燥剂是高岭土和膨润土其中一种或两种的混合物;⑧所述的耐水增强剂是指羟甲基乙烯脲树脂;⑨所述的悬浮剂是指含聚乙烯醇15〜25% (w/w)和醋酸乙烯酯10〜15% (w/w)的 水混液。
  5. 5.按照权利要求1或2或3所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法, 其特征在于工艺流程为:①淀粉悬浮液的制备;②加催化干燥剂;③氧化;④糊化;⑤交联;⑥改性;⑦消泡。
  6. 6.根据权利要求5所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法,其特征在 于:工艺步骤和工艺条件为:①淀粉悬浮液的制备:在反应釜中加入200〜300份重水,再加入淀粉90〜110份重, 搅拌均勻;②加催化干燥剂:将催化干燥剂5〜7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均勻;③氧化:将双氧水浓度3% (w/w)0. 4〜2份重加入淀粉悬浮液的反应釜中搅拌10〜 30分钟;④糊化:将氢氧化钠溶液浓度20% (w/w) 10〜20份重加入上述反应釜中,搅拌20〜 60分钟;⑤交联:将硼砂溶液浓度15% (w/w) 7〜10份重加入上述反应釜中,搅拌3〜5分钟;⑥改性:将剩余的水与悬浮剂4〜6份及羟甲基乙烯脲树脂9〜12份重同时加入上述 反应釜中,搅拌10〜20分钟;⑦消泡:最后加入0. 03〜0. 05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2〜3分钟,即制成瓦楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。
  7. 7.按照权利要求4所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法,其特征在 于工艺流程为:①淀粉悬浮液的制备;②加催化干燥剂;③氧化;④糊化;⑤交联;⑥改性;⑦消泡。
  8. 8.根据权利要求7所述的一种用于生产瓦楞纸板的淀粉胶粘剂的制备方法,其特征在 于:工艺步骤和工艺条件为:①淀粉悬浮液的制备:在反应釜中加入200〜300份重水,再加入淀粉90〜110份重, 搅拌均勻;②加催化干燥剂:将催化干燥剂5〜7份重加入淀粉悬浮液反应釜中搅拌均勻;③氧化:将双氧水浓度3% (w/w)0. 4〜2份重加入淀粉悬浮液的反应釜中搅拌10〜 30分钟;④糊化:将氢氧化钠溶液浓度20% (w/w) 10〜20份重加入上述反应釜中,搅拌20〜 60分钟;⑤交联:将硼砂溶液浓度15% (w/w) 7〜10份重加入上述反应釜中,搅拌3〜5分钟;⑥改性:将剩余的水与悬浮剂4〜6份及羟甲基乙烯脲树脂9〜12份重同时加入上述 反应釜中,搅拌10〜20分钟;⑦消泡:最后加入0. 03〜0. 05份重消泡剂到上述反应釜中搅拌2〜3分钟,即制成瓦 楞纸板用冷制快干耐水淀粉胶粘剂。
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